Nanobots del MIT: Precisión Milimétrica Contra el Cáncer

Investigadores del MIT han desarrollado un método para fabricar en masa nanopartículas especializadas, verdaderos «nanobots» médicos, capaces de administrar fármacos contra el cáncer directamente a los tumores. Esta tecnología promete revolucionar el tratamiento oncológico, aumentando la eficacia y reduciendo los devastadores efectos secundarios.

La nanotecnología, la ciencia de manipular la materia a una escala increíblemente pequeña (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro), está abriendo fronteras revolucionarias en la medicina. Dentro de este campo, la nanomedicina se refiere al uso de herramientas y dispositivos de tamaño nanométrico para diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades a nivel molecular. Los «nanobots» médicos, aunque el término pueda evocar imágenes de ciencia ficción de robots diminutos, en la práctica actual se refieren a menudo a nanopartículas inteligentemente diseñadas para interactuar con sistemas biológicos de manera específica.

En el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), el laboratorio de la profesora Paula Hammond ha estado a la vanguardia del desarrollo de este tipo de nanopartículas. Su trabajo se ha centrado en partículas recubiertas de múltiples capas de polímeros, cargadas con fármacos terapéuticos. Estas nanopartículas están diseñadas para funcionar como vehículos de entrega de alta precisión. La idea es que puedan navegar por el torrente sanguíneo y dirigirse específicamente a las células tumorales, liberando su carga farmacológica directamente en el sitio del cáncer. Este enfoque de «bomba inteligente» tiene el potencial de maximizar el efecto del medicamento sobre las células cancerosas mientras minimiza la exposición de las células sanas del cuerpo, reduciendo así muchos de los efectos secundarios debilitantes asociados con la quimioterapia tradicional. La capacidad de estas nanopartículas para reconocer y actuar sobre el tejido canceroso las convierte en una promesa significativa para tratamientos oncológicos más efectivos y menos invasivos.

Uno de los mayores desafíos para llevar las prometedoras terapias basadas en nanopartículas del laboratorio a la clínica ha sido la dificultad de producirlas a gran escala de manera consistente y eficiente. Las técnicas originales de ensamblaje capa por capa, aunque efectivas para crear partículas con propiedades precisas, son laboriosas y lentas, implicando múltiples pasos de aplicación de polímeros y centrifugación para eliminar excesos. Intentos posteriores de optimizar la purificación, como la filtración de flujo tangencial, mejoraron el proceso pero seguían presentando limitaciones en cuanto a la complejidad de fabricación y la escala máxima de producción.

El reciente avance del equipo del MIT, liderado por Paula Hammond, Ivan Pires y Ezra Gordon, radica precisamente en la superación de este obstáculo de fabricación. Han desarrollado un método que utiliza un dispositivo de mezcla microfluídica para ensamblar las nanopartículas de forma rápida y en grandes cantidades. Este dispositivo permite añadir secuencialmente nuevas capas de polímero a medida que las partículas fluyen a través de un microcanal. Crucialmente, los investigadores pueden calcular con exactitud la cantidad de polímero necesaria para cada capa, eliminando la necesidad de los costosos y lentos pasos de purificación después de cada adición.

Esta innovación en ingeniería es tan importante como el diseño de la propia nanopartícula, ya que desbloquea el potencial para una producción a nivel clínico. El dispositivo microfluídico empleado ya se utiliza en la fabricación bajo Buenas Prácticas de Manufactura (GMP, por sus siglas en inglés) para otros tipos de nanopartículas, como las vacunas de ARNm, lo que facilita su adopción y garantiza estándares de seguridad y consistencia. Gracias a este nuevo método, los investigadores pueden generar 15 miligramos de nanopartículas (suficientes para aproximadamente 50 dosis) en solo unos minutos, en comparación con casi una hora que tomaría con la técnica original.

«Hay mucha promesa con los sistemas de nanopartículas que hemos estado desarrollando… Estamos realmente emocionados más recientemente con los éxitos que hemos estado viendo en modelos animales para nuestros tratamientos contra el cáncer de ovario en particular.» – Paula Hammond, MIT.

La eficacia de las nanopartículas fabricadas con este nuevo método de producción masiva ha sido validada en estudios preclínicos. Los investigadores del MIT crearon nanopartículas cargadas con interleucina-12 (IL-12), una citoquina conocida por su capacidad para activar el sistema inmunológico contra las células cancerosas. En modelos de ratón con cáncer de ovario, estas nanopartículas demostraron un rendimiento similar al de las fabricadas con la técnica original, logrando retrasar el crecimiento tumoral e incluso, en algunos casos, curar la enfermedad.

Un aspecto particularmente interesante y único de estas nanopartículas es su mecanismo de acción. No solo entregan fármacos, sino que también interactúan con el sistema inmunitario de una manera sofisticada. Se unen al tejido canceroso pero, notablemente, no ingresan a las células cancerosas. En lugar de ello, actúan como marcadores en la superficie de estas células, lo que permite activar localmente el sistema inmunitario directamente dentro del tumor. Esta capacidad de combinar la entrega dirigida de fármacos con la inmunoestimulación localizada representa una sinergia poderosa, ofreciendo un ataque multifacético contra el cáncer.

Aunque la investigación inicial se ha centrado en cánceres de la cavidad abdominal, como el cáncer de ovario, los investigadores creen que esta tecnología podría aplicarse a otros tipos de cáncer, incluyendo el glioblastoma, un agresivo cáncer cerebral. El equipo ya ha solicitado una patente para esta tecnología y está trabajando con el Centro Deshpande para la Innovación Tecnológica del MIT con la vista puesta en una posible comercialización, lo que podría acelerar la llegada de estos «nanobots» médicos a los pacientes que los necesitan. Este avance subraya cómo la convergencia de la ciencia de materiales, la ingeniería química y la inmunología está forjando el futuro de la oncología de precisión.